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1、第一节第一节 有关概念及计算假定有关概念及计算假定第二节第二节 弹性曲面的微分方程弹性曲面的微分方程第三节第三节 薄板横截面上的内力薄板横截面上的内力第四节第四节 边界条件边界条件 扭矩的等效剪力扭矩的等效剪力第五节第五节 四边简支矩形薄板的重三角级数解四边简支矩形薄板的重三角级数解第六节第六节 矩形薄板的单三角级数解矩形薄板的单三角级数解第七节第七节 矩形薄板的差分解矩形薄板的差分解第八节第八节 圆形薄板的弯曲圆形薄板的弯曲第九节第九节 圆形薄板的轴对称弯曲圆形薄板的轴对称弯曲习题的提示和答案习题的提示和答案例题例题教学参考资料教学参考资料第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，
2、随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9-1 有关概念及计算假定定义 薄板是厚度 板面尺寸的物体。薄板的上下平行面 ，称为板面。薄板的侧面，称为板边。平分厚度的面,称为中面 。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么比较薄板受到横向荷载（板面）的作用 薄板的弯曲问题。薄板受到纵向荷载（板面）的作用 平面应力问题；杆件受到横向荷载（杆轴）的作用 梁的弯曲问题。杆件受到纵向荷载（杆轴）的作用 杆件的拉压问题；第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题
3、在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 薄板弯曲问题属于空间问题。其中，根据其内力及变形的特征，又提出了三个计算假定，用以简化空间问题的基本方程，并从而建立了薄板的弯曲理论。特点第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 当薄板弯曲时，中面所弯成的曲面，称为薄板弹性曲面。小挠度薄板这种板虽然薄，但仍有相当的抗弯刚度。它的特征是：定义第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自
4、己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么(3)在内力中，仅由横向剪力 与横向荷 载q成平衡，纵向轴力的作用可以不 计。(2)在中面位移中,w 是主要的，而纵向位 移u,v很小，可以不计；(1)具有一定的刚度，横向挠度 ；第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.垂直于中面的线应变垂直于中面的线应变 可以不计可以不计。取 ，由 ，得 故中面法线上各点，都具有相同的横向位移，即挠度w。（直法线假设）本章研究小挠度薄板的弯曲问题。根据其内力和变形特征，提出了3个计算假定：克希霍夫假设克希霍夫假设
5、计算假定第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么弯应力 （合成弯矩 ）及扭应力 （合成扭矩 ）横向切应力 （合成横向剪力 ）挤压应力 2.次要应力分量次要应力分量 远小于其他应力远小于其他应力分量，它们引起的形变可以不计分量，它们引起的形变可以不计。薄板中的应力，与梁相似，也分为三个数量级：第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 为次要应力，为更次要应力。略去它们引起的形变，即得并在空间问题
6、的物理方程中，略去 引起的形变项。因此，当略去 后，薄板弯曲问题的物理方程为 第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 (1)在薄板弯曲问题中，略去了次要应力引起的形变;但在平衡条件中，仍考虑它们的作用。说明：说明：第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 薄板弯曲问题的物理方程(b)与平面应力问题的物理方程相同。但沿板厚方向，对于平面应力问题的应力为均匀分布，合成轴力 而薄板弯曲问题的应力为
7、线性分布，在中面为0，合成弯矩 和扭矩 。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 从计算假定1、2，得出 故中面法线在薄板弯曲时保持不伸缩，并且成为弹性曲面的法线。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 因此，中面在变形后，其线段和面积在xy面上的投影形状保持不变。由于故3.中面的纵向位移可以不计中面的纵向位移可以不计，即第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪
8、费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 实践证明，只要是小挠度的薄板，薄板的弯曲理论就可以应用，并具有足够的精度。类似于梁的弯曲理论，在薄板弯曲问题中提出了上述三个计算假定，并应用这三个计算假定,简化空间问题的基本方程，建立了小挠度薄板弯曲理论。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.试考虑在材料力学梁的弯曲问题中，是否也应用了这三个计算假定？2.在材料力学的梁弯曲问题中，采用了平面截面假设。在薄板中有否采用此假设？思考题第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯
9、曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9-2 弹性曲面的微分方程 本节从空间问题的基本方程出发，应用三个计算假定进行简化，导出按位移求解薄板弯曲问题的基本方程。薄板问题解法第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 薄板弯曲问题是按位移求解的薄板弯曲问题是按位移求解的，主要内容是：4.导出板边的边界条件。3.导出求解w的方程。2.将其他未知函数纵向位移 u,v；主要 应变分量 ;主要应力分量 ；次要应力分量 及最次要应力 均
10、用w来表示。1.取挠度w(x,y)为基本未知函数。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 具体推导如下：1.取挠度 为基本未知函数。应用几何方程及计算假定1，第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2.将 ，用 表示。应用几何方程及计算假定2，对 积分，又由计算假定3，故 得：第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你
11、认为浪费这一点点算不了什么3.主要应变 用 表示。应用其余三个几何方程，并代入式(a)得：(b)第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么4.主要应力 用 表示。应用薄板的三个物理方程及式(b)，得：(c)第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么5.次要应力 用 表示。应用平衡微分方程的前两式（其中纵 向体力 ），有 代入式(c)，并对z积分，得：其中第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常
12、生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 上下板面是大边界，必须精确满足应力边界条件 由此求出 及 ，代入得到第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么6.更次要应力 用 表示。应用第三个平衡微分方程，将体力及板面上的面力等效地移置到上板面，有代入式(d)，并对z积分，得第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么由下板面的边界条件求出 ，故
13、更次要应力为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么7.导出求解w的基本方程。由上板面边界条件（属于静力平衡条件）得出在A域中求w的方程 (f)(g)为薄板的抗弯刚度求w方程第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 说明：说明：在三个计算假定下，纵向位移u,v；主 要应变 ；主要应力 ；沿z向均为线性分布，在中面 为0；次要应力（横向切应力）沿z向 为抛物线分布；均与材料力学相似。更次要应力（
14、挤压应力）沿z为三次曲线分布。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 按位移求解薄板弯曲问题，只取w为 基本未知函数。在导出求w的基本方 程中应用了三个计算假定，与材料力 学解梁的弯曲问题相似。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 从上述推导过程可见,空间问题的6个几何方程，6个物理方程和3个平衡微分 方程都已考虑并满足（其中应用了3个计 算假定）；并且在 的大边界 （板面）上，三个应力
15、边界条件也已精 确满足。只有板边的边界条件尚未考虑，它们将作为求解微分方程（f）的边界条件。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么思考题 试比较梁的弯曲问题和薄板弯曲问题的异同。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9-3 薄板横截面上的内力 在板边（小边界）上，要用内力的边 界条件代替应力的边界条件。薄板是按内力设计的；薄板内力，是薄板每单位宽度的横截面上 ,由应力合成的主矢量和主矩。求
16、薄板内力的目的：薄板内力第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 求内力：取出 的六面体，x面上，有应力 ，y面上，有应力 ，。其中 ，=沿z为直线分布，在中面为0；，沿z为二次分布，方向横截面。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 x面 面积上，应力的主矢量和主矩为：x面内力合成主矢量称为横向剪力,合成主矢量为0,合成主矩称为扭矩,合成主矢量为0,合成主矩称为弯矩,第九章第九章 薄板弯曲
17、问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么类似地，求出y面 面积上的内力：y面内力弯矩扭矩横向剪力内力的正负号规定，根据应力符号确定:正的应力方向的主矢量为正;正的应力正的矩臂的力矩方向为正,如图。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么xyz内力符号第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 内力均为单位宽度上的主矢
18、量和主矩，其量纲均应降低一次长度量纲。薄板内力是横截面上，应力向中面合成的主矢量和主矩。(e)(f)中面内力平衡条件 考虑上图的中面平衡条件，可得：第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 再将 用w来表示，同样地得出挠曲线微分方程将前两式代入后式，得 第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么94边界条件 扭矩的等效剪力 薄板的边界条件薄板的边界条件：上下板面（大边界）已精确地满足了3个应力边
19、界条件。边界条件第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 板边为小边界，板边为小边界，可以应用圣维南原可以应用圣维南原理理来简化边界条件,将板边的边界条件归结为中面的位移边界条件或中面的内力边界条件。板边（小边界）的边界条件尚未考虑,是求解挠曲线微分方程的边界条件。，可看成是中面的挠曲微分方程,或中面的平衡方程；边界条件第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 薄板板边的边界条件薄板板边的边界
20、条件分为三类：1.固定边 若 为广义固定边，则其中 为给定的约束位移。若完全固定，则固定边(a)第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 2.简支边 若 为广义简支边，则其中 ，分别为给定的约束位移和弯矩。若 ，则一般的简支边条件为简支边第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 故 第二个条件可以简化。简支边的条件为因简支边第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费
21、粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 3.自由边 若 为一般的自由边，则上式边界条件共有3个，与四阶微分方程不相对应。经过约二十年后，基尔霍夫指出，薄板板边上的扭矩可化为等效的横向剪力。自由边第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在EF=dx 微分段上，总扭矩 ，化为E、F上等效的一对力 ，分别向下（E）和向上（F）
22、；在FG=dx 微分段上，总扭矩 ，化为F、G上等效的一对力 ，分别向下（F）和向上（G）。图中，取出板边AB（y面），扭矩的等效剪力第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在F点，合成集中力 ,向下。再化为 宽度上的分布剪力 。故AB边界总的分布剪力为 第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么此外，在A，B两端，还有两个未被抵消的集中剪力 用挠度表示为自由边的边界条件成为同理可导出 的自由边
23、条件。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么4.自由边交点的角点条件在角点B，集中 5.力为 若B点有支承，阻止挠度的发生，则有 若B点无支承，应无集中力，有角点条件第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 角点集中力的正负号及方向，根据扭矩确定，见习题9-2。固定边是位移边界条件，自由边是内力边界条件，简支边是混合边界条件。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到
24、浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么95四边简支矩形薄板的重三角级数解 小挠度薄板的弯曲问题，已经归结为求解挠度w，w应满足挠曲线微分方程和板边的边界条件。求w条件第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 对于四边简支的矩形板，边界条件为 (b)四边简支第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 纳维将w表示为重三角级数，其中m，n为正整数。代入式(b)，
25、边界条件全部满足。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么将q(x,y)也展为重三角级数，再代入式(a)，得将q代入上式，比较两边系数，得第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 纳维解答是用多种正弦波形 的叠加来表示挠度w的。对于各种形式的荷载q，均可方便地求出解答。它的主要缺点是，只能适用于四边简支的薄板。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也
26、许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 当q为集中荷载F，作用于一点 时，可用 代替q，并且只在 处的微分面积上存在，其余区域q=0，于是 中 当q为均布荷载时，代入式(f)，便可求出 ，并得出w解答。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么96矩形薄板的单三角级数解 设矩形板的两对边 为简支边，其余两边为任意边界。两对边简支第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么其中 是
27、待定的函数，m为正整数。式(a)已满足了 的简支边条件,莱维采用单三角级数表示挠度，将式(a)代入挠曲线微分方程，得两对边简支第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 将 q/D也展开为单三角级数，两对边简支代入式(b)，比较系数，得出求 的常微分方程，第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么其中 为式(d)的特解；其余四项为齐次方程的通解。将 代入式(a)，得w解，其中 的系数由其余两边界条
28、件来确定。式(d)的解为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 书中列举了受均布荷载 时,四边简支板的解答。矩形薄板应用重三角级数和单三角级数求解，是非常重要的解法。下面我们进一步说明几点。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.从求解薄板弯曲问题来看，两者比较 2.如下：适用性适用性 四边简支四边简支 两对边简支，另两边可任意两对边简支，另两边可任意求解求解 简便简便 较困难，须求解系
29、数较困难，须求解系数 收敛性收敛性慢慢 快快应用应用 局限于局限于四边简支四边简支 可推广应用到其他各种边界可推广应用到其他各种边界纳维解法纳维解法 莱维解法莱维解法第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2.应用叠加方法，可将莱维提出的单三 角级数解，用于解决各种边界条件的 薄板问题。3.纳维解法和莱维解法，不仅在薄板的 静力（弯曲）问题中得到了广泛的应 用，而且可以推广应用于薄板的动力、稳定问题,以及能量法中。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象
30、。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.试考虑四边固定的矩形板，受任意荷载 ，如何应用莱维法求解？2.试考虑一边固定三边自由的矩形板，受任意荷载 ，如何应用莱维法求解？思考题第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 应用差分法求解薄板弯曲问题，是比较简便的。首先将挠曲线微分方程变换为差分方程,插分方程 97矩形板的差分解第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么对 点，
31、即第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么固定边和简支边附近的w 值，如下图所示。若AB为简支边，对于o 点，若AB为固定边，则对于o点，第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么(a)固定边(b)简支边9-11第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 对于自由边的情形，边界点是未知数，须列式(
32、a)的差分方程，其中涉及边界外一、二行虚结点的 w值，用自由边的边界条件来表示，所以求解时比较麻烦。对于具有支承边（简支边，固定边）的矩形板，每一内结点的w值为未知数，对每一内结点应列式(a)的方程。其中涉及边界点和边界外一行虚结点的 w值，如式(b)或(c)所示。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例例1四边简支的正方形薄板，受到均布荷载 的作用，试取 的网格，如图，用差分法求解薄板中心点的挠度和应力（取 ）。21210121209-12第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中
33、，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么网格精确解答案答案:第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例例2 2 同上题，但四个边界均为固定边。网格精确解答案答案:第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 总之，对于具有支承边的矩形板，采用差分法求解是十分简便有效的，取较少的网格便可求得精度较好的挠度值w。而由 w求内力时，对近似解w求导数后会
34、降低精度，所以须适当地加密网格。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 对于 的正方形薄板，受均布荷载 作用，试取 的网格，分别求解下列边界问题的中心点挠度，并进行比较：（1）四边简支；（2）三边简支，一边固定；思考题第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么（3）两对边简支，另两对边固定；（4）两邻边简支，另两邻边固定；（5）一边简支，三边固定；（6）四边固定。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板
35、弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么98圆形薄板的弯曲 圆板弯曲问题的方程和公式，都可以从直角坐标系的方程和公式导出。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 1.挠曲微分方程仍为其中 圆板方程第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么将对x，y的导数变换为对 的导数，并代入 ，得2.内力公式类似地可利用公式，例如，内力
36、公式第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 同样，得出第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 类似地，横截面上的总剪力为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 3.边界条件可以表示为 设 为简支边，则 设 为固定边，则边界条件第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以
37、看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 前一条件使w对 的导数在 边界上 均为0，故简支边条件为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 设 为自由边，则第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 若圆板的荷载q和边界条件均为轴对称，则薄板的挠度和内力必然也为轴对称。有99圆形薄板的轴对称弯曲挠曲微分方程为轴对称弯矩第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题
38、在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么式(a)的全解为 对于无孔板无孔板，则除2个外边界条件外，还应考虑挠度和内力在 的有限值条件，得 。对于有孔板有孔板，由内外边界共4个边界条件来确定 。通解的系数 由边界条件来确定：其中特解特解 为边界条件第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 上述的轴对称解答(b)，是轴对称弯曲的一般解，可以应用于一切轴对称弯曲问题。读者可参考教科书的解答和有关力学手册。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯
39、曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例题1例题2例题3例题4例题5例题例题第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么固定边椭圆板的边界方程为 Oabyx受均布荷载 作用，如图，试求其挠度和内力。例题1第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么由 ，显然 。因此，从方向解：固定边的边界条件是(a)(b)导数的公式可推出，为了满
40、足边界条件(a)，可以令第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么便可满足式(a)的边界条件。对于均布荷载 ，将式(c)代入方程 得出 ，并从而得因此，只需取(c)第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 内力 为读者可以检验，最大和最小弯矩为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 当 时，便
41、由上述解得出圆板的解答，若令 则椭圆板成为跨度为 的平面应变问题的固端梁。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 四边简支矩形板，如图，受有分布荷载 的作用，试用重三角级数求解其挠度。例题2第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么解：将 代入积分式，由三角函数的正交性，及第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪
42、费这一点点算不了什么得代入 ，得挠度的表达式为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 四边简支矩形板，如图，在 的直线上，受有线分布荷载F的作用，F为单位长度上的作用力。试用重三角级数求解其挠度。yxabOFa例题3第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么解：板中的荷载只作用在 的线上，对荷载的积分项 只有在此线上才存在，其余区域上的积分全为0，在 的线上，荷载强度可表示为代入系数 的公式，
43、第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么(n=1,3,5)第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么得出挠度为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么四边简支矩形板，受静水压力作用，如图，试用单三角级数求解其挠度。xyaO例题4第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪
44、费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么解：应用莱维法的单三角级数求解，将 代入书中96式(d)右边的自由项，即代入式(d)，方程的特解可取为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么从而得到 和挠度 的表达式。在本题中，由于结构及荷载对称于 轴，应为 的偶函数，由此，。于是 的表达式为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在 的边界，有简支边条件 将挠度 代
45、入边界条件，记 ，得第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么解出从而得挠度解答第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 发生在薄板的中心点的挠度为与板上作用有均布荷载 的解答相比，本题的中心点挠度为均布荷载下中心点挠度的1/2。又由 的条件，求出最大挠度为第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什
46、么 例题5 设有内半径为r而外半径为R的圆环形薄板，其内边界简支，外边界为自由，并受到均布力矩荷载M的作用，如图，试求其挠度和内力。MMOzrRRr第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 解：本题属于圆板的轴对称问题，可引用99 中轴对称圆板的一般解。由于板上无横向荷载，特解 ，于是挠度为代入内力公式，得第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么内外边界的四个边界条件为第九章第九章 薄板弯曲问
47、题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么将挠度及内力代入边界条件，求出 ，最后得解答如下：第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第九章第九章 习题提示和答案习题提示和答案91 挠度w应满足弹性曲面的微分方程，x=0的简支边条件，以及椭圆边界上的固定边条件，。校核椭圆边界的固定边条件时，可参见例题4。求挠度及弯矩等的最大值时，应考虑函数的极值点（其导数为0）和边界点，从中找出其最大值。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯
48、曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么92 在重三角级数中只取一项就可以满足 的弹性曲面微分方程，并可以求出系数m。而四个简支边的条件已经满足。关于角点反力的方向、符号的规定，可参见94中的图95。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么93 本题中无横向荷载，q=0，只有在角点B有集中力F的作用。注意w=mxy应满足：弹性曲面的微分方程，x=0和y=0的简支边条件,x=a和y=b的自由边条件，以及角点的条件 （见图95中
49、关于角点反力的符号规定）。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 在应用莱维解法求解各种边界条件的矩形板时，这个解答可以用来处理有两个自由边相交的问题，以满足角点的条件。因此，常应用这个解答于上述这类问题，作为其解答的一部分。读者可参考96中图9-9的例题。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9-4 本题中也无横向荷载，q=0，但在边界上均有弯矩作用。x=0,a 是广义的简支边，其边界条
50、件是 而y=0,b为广义的自由边，其边界条件是第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 将w=f(x)代入弹性曲面微分方程，求出f(x)。再校核上述边界条件并求出其中的待定系数。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9-5 参见97及例题1，2。第九章第九章 薄板弯曲问题薄板弯曲问题在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么只有在